CN208399579U - 一种新型10kV/35kV电流电压传感器 - Google Patents
一种新型10kV/35kV电流电压传感器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种新型10kV/35kV电流电压传感器，由铜箔耦合电容和mA级的磁环互感器串联组成交流电压采样电路，与传统CT一起封装，传统CT可以输出电流测量信号，交流电压采样电路输出两组电压测量信号，其中一组电压测量信号用于电压测量，另一组电压测量信号可用于带电指示或零序测量。结构紧凑、体积小、发热少、低功耗的mA级磁环互感器、一次侧与二次侧电气完全隔离，可以提高所述电流电压传感器的兼容性、可靠性及安全性，可以广泛应用于中高压开关及开关柜。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型10kV/35kV开关使用的电流电压传感器。
背景技术
近些年针对电压检测就出现一些新型的电子式电压互感器（EVT），一般都采用电阻分压、阻容分压或电容分压的原理。由北京水木源华电气有限公司申请的发明专利“电流电压互感器”（专利号：201110028244.7）就是采用电阻分压原理，使用分压原理的电压互感器体积小、重量轻、结构简单、传输频带宽、线性度好、无谐振、克服了铁心饱和的缺点、无负载分担、允许短路开路和具有较高的可靠性，并且一个互感器可以同时满足测量和保护的要求。但此种互感器至少有两个缺陷：1、一次输入、二次输出采用共地方式接线，没有进行电气隔离，存在很大安全隐患；2、输出电压信号微弱，容易受外界干扰，需要做大量的抗干扰处理。
发明内容
为了克服上述提到的现有的电网高电压检测技术存在的问题，本实用新型公开了一种10kV/35kV线路电流电压测量一体化传感器，以提供一种安全、可靠、高性价比、兼容性好的10kV/35kV电网电流电压传感器。
在高压导体绝缘护套外包裹铜箔可以形成薄膜耦合电容，铜箔引出线串接磁环互感器一次绕组后接地，薄膜耦合电容可以耦合小电流信号，小电流信号流经磁环互感器一次绕组，此时磁环互感器的二次绕组可以产生与一次侧绝缘隔离的待测电流信号，且待测电流信号正比于高压导体电压，由此完成高压导体电压取样输出。此方案可以解决传统电磁式互感器（PT）的体积大、成本高、可靠性差和谐振损坏等问题；将所述电压取样电路与传统CT电流互感器组合成一体结构，克服单一电压互感器或电流互感器的使用局限性，以一种经济可靠的方式，达成适用于所有10kV/35kV线路的电流电压测量传感器。
本实用新型采取的技术方案为：
一种新型10kV/35kV电流电压传感器，包括绝缘壳体、灌注环氧树脂、CT测量线圈、接线端子和交流电压取样电路；交流电压取样电路由包裹高压导体的耦合电容和磁环互感器组成；由铜箔做成的耦合电容安装于绝缘壳体内圈壳壁，耦合电容引出线依次串接一个或多个磁环互感器的一次绕组，最后一个磁环互感器一次绕组的尾端引出接地端子，磁环互感器的二次绕组在绝缘壳体侧面引出接线端子或引线；CT测量线圈安装在绝缘壳体内圈和外圈之间，在绝缘壳体底部引出接线端子；用环氧树脂灌注绝缘壳体，填充壳体内空隙，确保所述电流电压传感器能满足绝缘耐压标准要求；可以输出电流测量信号、电压测量信号、带电指示信号、零序测量电压信号。
附图说明
图1一种新型10kV/35kV电流电压传感器结构示意图。
具体实施方式
对照图1，一种新型10kV/35kV电流电压传感器由铜箔3围成筒形结构的薄膜耦合电容、磁环互感器4、5、CT测量线圈10和绝缘壳体12组成。筒形结构铜箔3安装于绝缘壳体12内圈绝缘壳壁上，铜箔3引出线依次串接磁环互感器4、5的一次绕组，磁环互感器5的一次绕组尾端在绝缘壳体底部引出接地端子6，磁环互感器4、5的二次绕组在绝缘壳体下部侧面引出待测电流信号端子7、8或引线；CT测量线圈10安装于绝缘壳体内圈和外圈之间，并在其下部侧面引出CT测量线圈信号端子11。磁环互感器的磁环采用高导磁材料，一二次绕组绝缘可以耐受42kV/85kV工频试验电压60S测试，耐受75kV/200kV雷电冲击全波试验电压正负极性各15次测试，一次绕组大于1000匝，二次绕组大于500匝，根据测量需要确定磁环互感器一二次绕组的匝数比，在不考虑损耗的情况下，磁环互感器二次绕组的输出电流值等于一二次匝数比乘于一次绕组的流入电流值。当所述传感器安装于开关触臂时，筒形结构的铜箔3、开关触臂绝缘护套2、开关触臂导体1之间形成薄膜耦合电容，根据电容器原理，该薄膜耦合电容大小与铜箔面积、铜箔与导体之间的间距和开关触臂绝缘护套的介电常数有关，这几项参数固定的情况下，电容大小是固定的，即其针对工频的阻抗是固定的。根据公式I=U/R，可以确定流过电容和磁环互感器的电流与开关触臂导体上的电压成正比，因此磁环互感器二次绕组输出的电流信号和开关触臂导体的电压信号成正比。假设薄膜耦合电容330pF，开关触臂导体电压10kV，在忽略磁环互感器一次绕组阻抗（工频条件下电感阻抗远小于电容阻抗）的情况下，流过薄膜耦合电容和磁环互感器的电流约等于1mA；不同匝数比的磁环互感器二次绕组可以输出1～10mA不等的电流值。磁环互感器一二次绕组间绝缘耐压达到10kV/35kV设备耐压试验要求，可以保证所述新型传感器的绝缘耐压符合标准要求。结合传统CT测量线圈信号输出，所述电流电压传感器安装于中高压开关时，可以输出对应开关触臂的电流待测信号、电压待测信号、零序电压信号、零序电流信号和可以驱动发光二极管的带电指示信号。
Claims (3)
1.一种新型10kV/35kV电流电压传感器，包括绝缘壳体、灌注环氧树脂、CT测量线圈、接线端子，其特征在于还包括交流电压取样电路，交流电压取样电路由包裹高压导体的耦合电容和磁环互感器组成；耦合电容安装于绝缘壳体内圈壳壁，耦合电容引出线依次串接一个或多个磁环互感器的一次绕组，最后一个磁环互感器一次绕组的尾端引出接地端子，磁环互感器的二次绕组在绝缘壳体侧面引出接线端子或引线；CT测量线圈安装在绝缘壳体内圈和外圈之间，在绝缘壳体底部引出接线端子；用环氧树脂灌注绝缘壳体，填充壳体内空隙。
2.根据权利要求1所述一种新型10kV/35kV电流电压传感器，其特征在于磁环互感器是mA级电流感应，一次绕组大于1000匝，二次绕组大于500匝，根据测量需要确定一二次绕组的匝比，在不考虑损耗情况下，二次绕组输出电流值等于一二次绕组匝比乘于一次绕组输入电流值。
3.根据权利要求1所述一种新型10kV/35kV电流电压传感器，其特征在于磁环互感器的磁芯选用高导磁率材料，一二次绕组绝缘可以耐受42kV/85kV工频试验电压≥60S测试，耐受75kV/200kV雷电冲击全波试验电压正负极性各15次测试。
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